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Observar las Conexiones Sol-Tierra

Por Dr. Daniel N. Baker
Universidad de Colorado, Boulder

Desde los albores de la historia, la Humanidad ha estado fascinada por el Sol y sus relaciones con la Tierra. Prácticamente todas las civilizaciones han especulado acerca del lugar de nuestro planeta en el reino del sistema solar y las estrellas de nuestra galaxia. Sólo en los últimos siglos, desde Copérnico, ha habido aceptación de la Tierra girando alrededor del Sol, y sólo desde la época de Galileo se ha conocido la cara cambiante del Sol. El papel del Sol de generar perturbaciones al campo magnético de la Tierra ha llegado a ser apreciado aproximadamente durante el último siglo.

De esta manera, la comprensión humana acerca de las relaciones solares-terrestres, aunque tiene una historia de unos cinco mil años o más, ha procedido a un ritmo dramaticamente lento. Desde el comienzo de la era espacial hemos obtenido una imagen relativamente clara de la naturaleza de la variabilidad solar y cómo esta variabilidad afecta a la Tierra. Las observaciones astronómicas dejan en claro que nuestro Sol es como muchas estrellas variables, y que nuestro sistema Sol-Tierra es el prototipo físico para sistemas estelares en todo el cosmos.

La tecnología humana sobre la Tierra ha desarrollado notablemente nuestra apreciación cambiante en referencia a las influencias del Sol. Actualmente, la humanidad está usando una red de vínculos eléctricos y de comunicaciones que literalmente circundan a toda la Tierra. También usamos una amplia gama de naves espaciales alrededor de la Tierra que nos dan una comunicación casi instantánea, información de posición exacta, conocimiento de sistemas climáticos e inteligencia militar que hace del mundo un lugar más seguro para todos. Cada una de estas tecnologías humanas puede verse afectada de manera adversa por perturbaciones en el ambiente solar – terrestre.

  Una prominencia en erupción captada por la nave espacial SOHO. Cortesía de la NASA.
Ahora sabemos, en términos generales, que nuestro Sol alcanza un máximo de actividad cada 11 años. A medida que alcanza este estado de perturbación de la corona, el Sol es capaz de expeler enormes “plasmoides” de material (llamados eyecciones de masa de la corona o masa coronal – CME) que pueden salir desde el Sol a más de 1000 km/s. Las ondas de choque que preceden a estas estructuras de plasma pueden acelerar partículas a enormes energías, algunas veces más de cien millones de voltios de electrones. Si las ondas de choque y CME chocan contra la magnetosfera de la Tierra, éstas pueden iniciar enormes tormentas geomagnéticas que pueden perturbar a los sistemas de electricidad, enlaces de comunicaciones, y las constelaciones de naves espaciales operativas en las que nuestras sociedades se sustentan cada vez más. La apreciación de las CME como agentes de estas perturbaciones solares profundas de la Tierra y sus entornos, se ha sucedido hace aproximadamente una década. Este cambio de paradigma ha tenido un gran impacto sobre cómo vemos las relaciones solares – terrestres.

Dado que ha habido una espera de muchos miles de años para tener las herramientas para estudiar al Sol, la Tierra y nuestro lugar entre ambos, ahora se nos presenta una situación importante. Hoy en día, tenemos una flota internacional de naves espaciales y observatorios en tierra que exploran nuestro ambiente Sol – Tierra. En el espacio hay telescopios exquisitamente sensibles que examinan las muchas capas del Sol. Hay naves espaciales que miden los plasmas calientes de alta velocidad que fluyen sobre la Tierra desde la corona solar en expansión. Existe una flota de naves espaciales dentro de la magnetosfera de la Tierra que continuamente examina todas las facetas de los plasmas que están en flujo y reflujo, a medida que el Sol impacta a nuestro ambiente geoespacial. As{i mismo, existe una red internacional de estaciones en tierra que están registrando con gran exactitud las marcas magnetosféricas e ionosféricas de la interacción siempre cambiante del variable Sol con nuestro ambiente terrestre. Nunca antes tuvo la humanidad un “Gran Observatorio” de tal magnitud, precisión y amplitud para estudiar nuestra estrella más importante – (el Sol) – y nuestro planeta más importante – (la Tierra).

Hemos sido capaces de desarrollar las herramientas científicas para explorar las interconexiones de nuestro ambiente Sol – Tierra, durante el último ciclo solar (23), y en el venidero (24). El máximo solar para el ciclo 23 fue en el 2001. Tal como es medido por el número de manchas solares, este próximo máximo solar – que probablemente se suceda en el año 2012 – muy probablemente será uno muy largo. Esto significaría que perturbaciones solares de gran poder y potencialmente destructivas podrían estar en camino para el dominio geoespacial. Es una confluencia histórica de inmensa importancia, nuestra flota espacial está establecida y está funcionando impecablemente a medida que se aproxima el “Máximo Solar del 2012”. Seremos capaces de estudiar todos los aspectos del máximo solar y sus efectos subsiguientes sobre el entorno cercano a la Tierra. Es un evento qimportante, la operación extendida de las naves espaciales (por ejemplo, SOHO, Stereo, Cluater y THEMIS) puede darnos la visión científica y el conocimientos prácticos que necesitamos para finalmente entender las perturbaciones del Sol y por consiguiente, las perturbaciones que ocurren en el geoespacio que está alrededor. Este emocionante programa de investigación nos proporciona una oportunidad para revolucionar nuestra comprensión de los procesos físicos solares – terrestres.